组卷网 > 初中化学综合库 > 物质的化学变化 > 化学变化基本特征 > 催化剂 > 催化剂的概念、性质与用途
题型:科学探究题 难度:0.4 引用次数:84 题号:17335885
化学实验小组的同学们对催化剂产生了兴趣,通过查阅资料了解到氧化铁也能加速氯酸钾的分解。为了探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解,他们设计了实验装置,并进行气体的制备和测量实验。实验时均以生成40mL气体为标准,相关实验数据记录如下表:

实验序号

过氧化氢溶液浓度/%

过氧化氢溶液体积/mL

过氧化氢溶液温度/℃

氧化铁的用量/g

收集40mL氧气所需时间/s

5

10

20

0

128.5

5

10

20

1.2

16.8

15

10

20

1.2

10.5

5

10

70

0

32.7

(1)完成上述实验及数据的测定需要用到下图中的部分装置,请按组装顺序写出所用到的装置代号______
   
(2)通过实验①和④对比可知,化学反应速率与温度的关系是______;通过实验②和③对比可知,化学反应速率与______有关;通过实验____________对比可知,氧化铁可以加快过氧化氢分解放出氧气的速率。
(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总量______(选填“减小”“不变”或“增大”)。
(4)若要证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂,还需要验证它在该反应前后的____________未发生改变。
(5)同学们还想探究催化剂的颗粒大小对化学反应速率是否有影响,请你帮他们设计实验方案进行探究:______

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真题 名校
【推荐1】小雨阅读课外资料得知:双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂,于是他对氧化铜产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果更好?
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略)。
实验序号KclO3质量其他物质质量待测数据
1.2g/
1.2gCuO 0.5g
1.2gMnO2 0.5g
(1)上述实验应测量的“待测数据”是______________
(2)若实验②比实验①的“待测数据”更______________ (填“大”或“小”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。
(3)将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,若衡量得到0.5g黑色粉末,再将黑色粉末放入试管中,___________________________。(简述操作和现象)
【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾的催化剂。
评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是__________________
2016-11-28更新 | 860次组卷
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解题方法
【推荐2】某化学兴趣小组对如下两个实验进行了探究:
【实验一】某兴趣小组的同学利用图1所示装置对氯酸钾制氧气进行了深入的探究学习。
查阅资料:①氯酸钾的熔点约为356℃,二氧化锰的分解温度约为535℃。用酒精灯给物质加热,受热物质的温度一般约为400℃左右;②氯酸钾分解时,传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图(图2)及不同配比时氧气浓度随温度的变化示意图如图3。

   
(1)分析图2,氯酸钾熔点_______(填“高于”、“等于”或“低于”)其分解温度。
(2)在老师的指导下,该小组同学继续进行深入探究。以氧气的体积分数为纵坐标,温度为横坐标,得到图3所示曲线(图中的“1:2”、“1:1”、“2:1”、“3:1”、“4:1”、“5:1”指氯酸钾和二氧化锰的质量比)。根据图3,在上述氯酸钾和二氧化锰的质量比中,两者质量比为______,氯酸钾分解温度最低。写出氯酸钾和二氧化锰混合加热文字表达式_______
(3)为证实二氧化锰的催化作用,小组同学利用图4装置进行实验,步骤如下:
   
步骤Ⅰ:_______
步骤Ⅱ:按照图4装入药品;
步骤Ⅲ:加热右侧支管,用带火星的木条在导管口检验生成的气体;
步骤Ⅳ:冷却后,将装置倾斜,使左侧支管中的药品进入右侧支管,再加热右侧支管,用带火星的木条在导管口检验生成的气体。
【实验现象】步骤Ⅲ和步骤Ⅳ中,一段时间后都能观察到带火星的木条复燃,但木条复燃更快的是_______(选填“步骤Ⅲ”或“步骤Ⅳ”)。
【交流反思】要想确认分解氯酸钾制取氧气的反应中二氧化锰是催化剂,还需通过实验证明二氧化锰质量和_______在反应前后都没有发生变化。
【实验二】该兴趣小组还利用压强传感器,对MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种金属氧化物中。哪一种更适宜作过氧化氢制取氧气的催化剂,做了如下数字化实验探究。
实验方案如下:
Ⅰ.用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球备用。
Ⅱ.取30粒含有MnO2海藻酸钠微球,采用图3装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图如图5。

   
(4)每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是控制_______相同。
(5)从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是_______
2023-10-08更新 | 259次组卷
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【推荐3】某小组同学设计并进行实验,探究影响过氧化氢分解速率的因素。(实验装置如下图,夹持仪器已略去)
   
【猜想与假设】影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、催化剂种类等。
【实验记录】同学们进行5组实验(每组所用的过氧化氢溶液都来自同一个试剂瓶),实验记录如下:

实验序号

过氧化氢溶液的体积(mL)

6

x

6

6

6

水槽中水的温度

20

70

90

20

20

锥形瓶中的物质

-

-

-

0.5g氯化钠

0.5g氯化铁

60min内产生氧气(mL)

0.2

4.5

41.0

2.0

650.0

【解释与结论】
(1)实验②中数据x是______mL。
(2)实验①⑤通过测定相同时间内产生氧气的体积来比较过氧化氢的分解速率,还可以通过测定______来比较过氧化氢的分解速率。
(3)通过实验①、②、③可得出的结论是______
(4)通过实验①、⑤还不能得出氯化铁是过氧化氢分解的催化剂,请你说一说理由______
【反思与评价】
(5)有同学提出原装置中的空气会影响氧气体积的测定,你的观点?______(填“有”或“没有”)影响。
2022-10-08更新 | 45次组卷
共计 平均难度:一般